循环经济的层化理论

循环经济的精髓体现在资源减量化（Reducing）、循环化（Recycling）和再用化（Reusing）的3R原则上。由于随着技术进步和组织管理能力的提高，减量、循环和再用的程度不断提高，因此使用“化”表明其过程性。循环必须从微观的产品和企业层面，到宏观的园区和社会层面逐层展开，才不会导致微观层面循环经济效果提升而宏观层面循环经济效果恶化的反向作用。园区层面的循环必须借助于园区内企业之间建立投入产出关系才能有效推进。如果这种投入产出关系是以副产品或者废弃品为投入品的，那么无疑就满足了循环经济中循环和再用的要求，同时由于废弃再用而减少了自然资源的消耗，并且还由于再用减少了排放，减少了对环境容量的占用，因此，以副产品和废弃品构成的投入产出关系就成为循环经济思想最精华的部分，把在这种投入产出关系上所建立的企业间的产业链称为循环经济链就具有逻辑上的合理性。此外，社会层面的循环则要求形成跨企业、跨园区甚至跨地区的投入产出关系，以及形成产品废弃后回收的逆向物流或者逆向供应链。以下是对循环经济层化理论的具体描述。

（1）产品层面的绿色设计

循环经济在微观产品层面的推进，主要是通过绿色设计^[9]来实现的。所谓绿色设计，是指在产品的设计过程中，需要充分考虑产品的生产、使用、报废、回收与再制造全过程对资源和环境的影响。在考虑产品功能、质量、开发周期和成本的同时，达到上述全过程对环境的总体影响减到最小的目标。由于资源效率和环境效益在很大程度上具有直接相关性，因此，“绿色”所包含的环保内涵，其本身就是资源再用和循环的内容。产品设计方案决定了资源的利用率和对环境的影响程度，如果一开始在产品设计阶段未对制造环节的环境影响加以科学测算，那么再进行修正就会付出很高的代价。在这里，“1∶10∶100理论”对设计阶段的环境保护与资源利用的重要性就很有说服力。即：如在设计阶段进行产品改变需投入1美元，在产品原型阶段进行改变的费用将需10美元，而在正式生产制造过程的改变费用将高达100美元^[10]。因此，“绿色设计”对产品全生命周期的资源与环境的影响预算，其含义不仅是环保，还包含着极大的节约。

传统产品制造所追求的目标可以归为TQCS四面体目标体系，即产品上市时间T、产品质量Q、产品成本C、为用户提供的服务S。而绿色设计则要求在产品及其生命周期全过程的设计中，除了考虑上述目标以外，还要考虑资源R1和环保E，同时还要重视产品废弃后的回收处理R2，实现企业的经济效益和社会生态效益协调优化。因此，绿色设计的目标体系模型如图0－1所示^[11]。

图0－1　绿色产品目标体系

在图0－1中，功能F是满足市场需求的产品所具有的使用价值，在绿色产品的概念里，功能还同时具有环境友好和资源节约的双重作用。成本C不仅包括制造成本，还包括使用过程的运行成本及回收处理成本。质量Q包括产品质量、过程质量、工作质量、售后服务质量和回收服务质量等多种质量的综合。时间T是衡量以多快的速度响应顾客的需求，包括缩短产品开发周期和提高生产效率。品种V是满足市场多样化需求的目标。维修保养S是产品维护、保养、修复方便、快捷，并便于分拆和装配。环保E是指产品在制造和使用过程中，对生态环境的影响程度最小化。资源R1是指所用资源尽可能为可再生资源，或赋存相对丰富的资源。回收目标要求产品报废后回收处理R2过程便于拆卸再用、再生，剩余物可以进行安全处理。

根据刘飞等（1997）^[12]所提出的绿色设计的主要内容架构，可以将产品在全生命周期内推进循环经济的主要措施归纳为：绿色产品设计（产品方案设计、产品结构设计）、绿色车间设计、绿色工艺设计、绿色包装设计和绿色回收处理五个方面。在产品层面实施绿色制造，主要应考虑绿色产品设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装、绿色处理这“五绿”问题，其中绿色产品设计是关键，它在很大程度上决定了材料、工艺、包装、使用和回收处理各个环节的绿色性。由此也可以说明，在产品的生产制造阶段，不仅产品本身制造过程需要消耗各种资源，制造产品的工艺设计、包装设计和绿色处理及其车间和人工的需求，也都会相继产生高昂的投入。而改变这一切所付出的代价无疑也必定会是高昂的。可见产品层面的绿色设计环节是所有后续层面的微观基础。

（2）企业层面的绿色制造

产品层面的绿色设计完成后，如果在制造产品的环节没有绿色制造，那么，绿色设计思想就无法在制造领域实现。而制造环节无疑要在企业内完成，因此绿色制造属于企业层面的循环经济。绿色制造有关内容的研究可追溯到20世纪80年代，但比较系统地提出绿色制造的概念、内涵和主要内容的文献是美国制造工程师学会（SME）于1996年发表的关于绿色制造的蓝皮书Green Manufacturing。绿色制造（Green Manufacturing）又称环境意识制造（Environmentally Conscious Manufacturing）和面向环境制造（Manufacturing For Environment）等^[13]。Melng and Smith（1996）^[14]认为它是生产过程对环境的负面影响达到最小的制造模式。刘飞（1999）^[15]、刘光复（2000）^[16]等国内学者认为绿色制造涉及制造领域、环境领域、资源领域。刘志峰和刘光复（1997）^[17]、刘光复等（2000）^[18]认为绿色制造的前提是绿色设计，包括：绿色材料选择与管理、产品的可拆卸性设计、产品的可回收性设计、绿色产品的成本分析、绿色产品设计数据库等。刘飞等（1997）^[19]提出，实施绿色制造主要应考虑绿色产品设计、绿色材料、绿色工艺、绿色包装、绿色处理这“五绿”问题。尽管一些学者认为这些绿色性的保障可以放在一个企业内，但谢家平和孔令丞（2007）^[20]考虑到在相同产业内的不同企业，对某些如能源供给、给排水、物流传输的专业化服务、废弃处理等具有共同的需求，因此“五绿”中有很大一部分内容采用在园区内集中供给的方式，不仅有助于这些公共服务供给充分发挥专业化和规模化的优势，并且还能对基础技术和公共技术的研发进行广泛合作，实现高端资源共享的目标。这些都可以达到提高资源效率和降低企业运营成本的目的。但这种集中供给要通过企业间、企业与园区间、园区与园区间以及这些实体部门与政府公共产品部门进行广泛合作才能实现。因此，绿色制造同样需要各个部门的广泛合作，才能够在更大的范围内实现的目标。

（3）园区层面的产业共生与资源共享

循环经济之所以需要在园区内推进，除了考虑到产业集群效应所产生的节约效果以外，还因为在园区内可以建设公共资源共享系统，从而在更广泛的领域内实现分工合作的节约效果。更加重要的，是在园区内建设产业共生网络（Industrial Symbiosis Networks，ISNs）^[21]和配套设施共享、废弃集中处理和能量梯次利用^[22]等。这些都被称为区域性的产业生态系统（Industrial Ecosystems，IES）^[23]。该系统能够最大限度地实现排放和废弃减量化、无毒化和再用化。而这也正是循环经济的实质内容。由于在园区内建立ISNs会因参与企业在产品结构、工艺技术、生产规模、经营模式等方面适用ISNs的要求而需要进行调整，企业间的ISNs会经常因为这种调整导致整个网络无法正常运行。这使人们逐渐意识到，只有在更大区域范围内寻求可行的共生组合并以此建立长期的合作关系，才能使工业共生关系长期稳定地运行下去。因此，后续对工业共生系统的研究就从合作的角度，研究共生关系建立所应有的多方主体之间的合作方式、为了推动合作所产生的各方合作利益关系等。为提高企业间ISNs的自组织和自运转能力，许多学者提出建立企业战略联盟，或副产品交易关系^[24]。Mirata（2005）^[25]认为，工业共生网络是在较大区域内的企业间通过物质、能源、知识、人力资源、技术资源的交换等所形成的长期合作关系，有利于保证共生系统的长期稳定运转，从而提高园区层面的资源节约和环境友好效果。

Lambert（2002）^[26]从技术角度给出了工业共生物质流图，认为工业共生的相互作用涉及五个方面：①基础设施共享；②废弃物流的集中处理；③物质、能源在组织之间交换；④系统内要接受其他企业的副产品，作为原料投入；⑤向其他企业输送系统的剩余产品。

可见，在园区层面所建立的工业共生系统，不仅仅是副产品和废弃品的投入产出关系，还包括基础设施等公共资源共享的内容。而共生系统的建立和正常运转，只能通过工艺与工艺、企业与企业、企业与政府、企业与科研机构、企业与社区之间的密切合作。这些合作关系所产生的企业间物质、能源、水和副产品等的物质流交换和资源共享，因为地理相近性而提供了更加广泛的合作可能性^[27]。Desrochers（2004）^[28]等则进一步将工业共生的研究视角从园区空间转移到园区之间以及城市等较大区域范围。而合作要求也开始在更为广泛的空间内展开，在更大的区域内形成了以再制造为主要内容的社会层面的资源减量、再用与循环。

（4）社会层面的绿色再制造

循环经济3R原则中的循环和再用，都要求对废弃产品进行回收后再资源化或无害化处理，认为这种处理能够提高资源使用寿命从而减少对自然资源的损耗、减少生态消费从而扩充环境容量。因此，所有回收产品再用和无害化处理，如果需要通过社区消费者进行合作，并在回收之后对回收产品进行再制造，那么就均可视为社会层面的循环。这一过程的经济性和生态性双重效益，要在产品设计初期对组成产品的各种零部件和材料在回收后就进行技术经济的先期论证，全面考核其回收的经济价值和对环境的影响；同时要对可回收的材料进行标志化处理，使消费者能够按照回收标志到指定机构售赎废弃产品；在产品的设计环节，就要对产品在回收后的处理工艺进行设计，确定可行的技术路线；上述所有的过程其最终目标是实现零部件、材料等资源和贮能的最大利用以及环境污染的最小化。因此，绿色再制造既是绿色设计的重要组成部分，也是绿色制造的重要内容。

由于绿色再制造涉及产品报废后的回收环节，而回收后如何进行再制造又和产品初期的设计密不可分，因此在绿色再制造环节所涉及的主体就相对较多。其实施主体由政府（Government）、生产商（Manufacturer）、销售商（Distributor）、消费者（Consumer）和回收商（Recycler）五方组成，并形成了相互影响和相互制约的价值主体关系。在此关系模式中，除了通过正常的法律关系、行政关系、命令—控制关系和市场交易关系以外，经济合作的关系对维护五方关系的正常化至关重要。因此主体之间不是单向关系，而是双向的互动和博弈（见图0－2^[29]）。只有通过这些关系的正常维系，才能有效推进社会层面的资源循环和再利用，也才能不断提高循环经济在四个层面的推进效果。

图0－2　社会层面循环的各方利益主体关系

对循环经济层化理论进行总结，其各层级之间存在密切的相关关系。任何一个层面都无法单独形成循环经济模式，而缺乏任何一个层面，也无法构成循环经济的实质内容。如图0－3所示。

图0－3　循环经济四个循环层面

谢家平和孔令丞（2007）^[30]对循环经济的层化理论进行了全面总结，并将不同层面的循环进行融合，认为产品层面、企业层面、园区层面、区际层面的循环，应遵循先微观层面循环再宏观层面循环的规划原则，即在技术可行、经济合理的情况下，优先实现资源在企业生产过程中的工艺环节进行循环利用。但是，由于在一个企业内部受工艺技术和生产规模的限制，无法完全消化自身的副产品或者废弃品，因此就需要在企业之间建立起副产品和废弃品的投入产出关系，在更大的范围内寻求工业共生组合。这就从单个企业层面的循环跨越到了企业与企业之间的循环。受循环过程对物理半径约束的影响，在企业间提高循环经济效果的资源循环，更多地在同一个区域内的工业区中进行，由此就构成了园区层面的循环。产品报废之后进行再用和再生，从消费者手中流回企业，形成社会层面的循环。因此，多个层面必须同时推进循环经济，才能在最大限度上实现资源节约和环境友好。